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WO2008037623A1 - Keramische panzerung und verfahren zur herstellung einer keramischen panzerung - Google Patents

Keramische panzerung und verfahren zur herstellung einer keramischen panzerung Download PDF

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Publication number
WO2008037623A1
WO2008037623A1 PCT/EP2007/059832 EP2007059832W WO2008037623A1 WO 2008037623 A1 WO2008037623 A1 WO 2008037623A1 EP 2007059832 W EP2007059832 W EP 2007059832W WO 2008037623 A1 WO2008037623 A1 WO 2008037623A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ceramic
layer
ceramic layer
armor according
crack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/059832
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Nedele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to EP07820295A priority Critical patent/EP2069708B1/de
Publication of WO2008037623A1 publication Critical patent/WO2008037623A1/de
Priority to IL197292A priority patent/IL197292A/en
Priority to ZA2009/01467A priority patent/ZA200901467B/en
Priority to US12/411,072 priority patent/US7954417B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0414—Layered armour containing ceramic material
    • F41H5/0421—Ceramic layers in combination with metal layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1089—Methods of surface bonding and/or assembly therefor of discrete laminae to single face of additional lamina

Definitions

  • the invention relates to a ceramic armor comprising a first ceramic layer having a plurality of segments functionally separated by crack stops, the crack stoppers serving to prevent the propagation of cracks from one segment to another segment, at least one second ceramic layer comprising a plurality of segments functionally separated by crack stopper and at least one tie layer by means of which the first ceramic layer and the second ceramic layer are joined.
  • the invention further relates to a method for producing a ceramic armor.
  • a ceramic armor plate which is integrally formed and has a plurality of contiguous segments, which are functionally separated by crack stopper, wherein the crack stopper to prevent the propagation of cracks from one segment to an adjacent segment.
  • a composite sandwich material which comprises laminate layers of ceramic material having a thickness between 0.5 mm to 3.0 mm. Between the ceramic layers, a connecting material is arranged. The ceramic layers serve as a ballistic protective barrier against projectiles.
  • DE 298 24 890 U1 discloses a protective armor and, in particular, ballistic lightweight armor, which comprises at least one shaped body made of a bullet-proof material and a backing structure for holding together the shaped bodies and for forming a fabric.
  • the molded article is made of a woven fabric, knitted fabric, knit fabric or the like of carbon fiber material which is converted to carbon fiber reinforced silicon carbide in a siliconizing process by infiltration with silicon.
  • EP 1 284 856 B1 discloses an armor composite material which comprises a front layer facing the threat side and arranged on a first support layer, which comprises a plurality of adjacent front-layer segments which adjoin one another in a form-fitting manner. Furthermore, a rear side facing away from the threat side and a support layer arranged between the front layer and the rear layer, which consists of a plurality of support layer segments, wherein the support layer segments have a surface parallel to the front layer, which is the same size or smaller than the area of the front layer segments parallel to the front layer and wherein the support layer segments are arranged below the front layer segments so that they are arranged flush with respect to their edge boundaries one above the other.
  • the invention has for its object to provide a ceramic armor of the type mentioned, which has an improved damage behavior.
  • the damage area on a ceramic layer is greatest when an object encounters a crossing point, because then several segments can be damaged.
  • the segments are offset in adjacent ceramic layers to each other, so that the "depth damage" is reduced. If an object encounters a crossing point of the second ceramic layer, then there is a segment of the first ceramic layer below the crossing point.
  • the bonding layer between the first ceramic layer and the second ceramic layer can prevent or at least reduce the flaking off of ceramic fragments.
  • the damage propagation can also be reduced in the case of the ceramic armor according to the invention in that the ceramic layers are selected to be correspondingly thick. There is no fundamental restriction regarding the thickness.
  • the ceramic layers can be easily produced, for example, with integrated crack stoppers.
  • the solution according to the invention also makes it possible to functionally optimize the individual ceramic layers in order to minimize the damage volume depending on the application.
  • different ceramic layers have different lateral segment dimensions.
  • different ceramic layers have different thickness dimensions.
  • the segment dimensions are adapted, for example, to the size of objects whose impact is to be feared.
  • a further outer ceramic layer has segments with smaller lateral dimensions than a further inner ceramic layer. The more external ceramic layer serves to protect smaller projectiles while the more interior ceramic layer serves to protect against larger projectiles.
  • the protective effect of the ceramic layer which serves to protect against large projectiles, is not significantly limited by an impact of a smaller projectile in a further outer ceramic layer.
  • Several (also more than two) ceramic layers may be provided which are adapted in their thickness and in the lateral dimensions of the segments, respectively, in order to obtain an optimized protective effect with respect to the impact of objects.
  • the segments of the first ceramic layer and the segments of the second ceramic layer are offset in at least one transverse direction to a direction in which the first ceramic layer and the second ceramic layer follow one another. As a result, the damage volume when hitting an object can be kept low.
  • crack stops of the first ceramic layer and crack stopper of the second ceramic layer are offset in at least one transverse direction to a direction in which the first ceramic layer and the second ceramic layer follow one another. This prevents that an object in an outer ceramic layer and in the underlying ceramic layer can each meet at crossing points.
  • the crack stops of the first ceramic layer are arranged in a non-alignment with the crack stops of the second ceramic layer.
  • the first ceramic layer and the second ceramic layer lie one above the other. In particular, they follow one another in a thickness direction of the first ceramic layer or the second ceramic layer.
  • first ceramic layer and the second ceramic layer are connected to one another in a flat manner via the at least one connecting layer.
  • the at least one connecting layer is an adhesive layer.
  • a connection layer can be produced in a simple manner.
  • a hot melt adhesive such as PVB (polyvinyl butyral) can be used.
  • the at least one connecting layer is adhesively connected to the first ceramic layer. This can effectively prevent spalling of ceramic chips.
  • a planar connection is provided, whereby preferably complete contact exists between the connection layer and the first ceramic layer.
  • the at least one connecting layer is adhesively connected to the second ceramic layer.
  • the at least one connecting layer is a plastic layer. It is advantageous if this has a certain elasticity in order to effectively prevent the chipping of ceramic fragments.
  • the at least one connecting layer has a thinner thickness than in each case the first ceramic layer and the second ceramic layer. As a result, the thickness of the ceramic armor is effectively determined by the ceramic layers.
  • the first ceramic layer and / or the second ceramic layer have a thickness of at least 5 mm.
  • the first ceramic layer and / or the second ceramic layer can be produced in a simple manner over a large area with one or more ceramic plates.
  • known ceramic tile manufacturing methods allow for width and length dimensions no greater than about 30 times the thickness.
  • the thickness of the first ceramic layer and / or second ceramic layer can be greater than or equal to 8 mm or, depending on the application, greater than or equal to 15 mm.
  • the first ceramic layer and / or the second ceramic layer can be produced in a simple manner over a large area with one or more ceramic plates (depending on the surface area which is to be covered by the ceramic armoring).
  • tear stops are arranged along a line or form a line.
  • the line can be straight or curved or discontinuous. This makes it possible to divide the respective ceramic layer into segments, wherein segments are functionally separated by crack stopper. It is particularly advantageous if crossing points of crack-stop lines of a ceramic layer are projected onto the other ceramic layer within a segment of the other ceramic layer. This prevents that when an object impinges on a crossing point of a ceramic layer, a crossing point of the other ceramic layer is made. As a result, the damage area or the damage volume can be defined.
  • At least one outer cover layer is provided. If a projectile has hit on the ceramic armor, then ceramic debris is formed. The at least one connecting layer prevents spalling. By at least one cover layer, the ceramic debris "held in position" in the corresponding ceramic layer. Upon impact of another object, the ceramic debris held in position may reduce the kinetic energy of the object, thereby reducing the damage caused by that object.
  • the at least one cover layer covers crack stopper. This can effectively achieve a hold of debris on the ceramic armor.
  • the at least one cover layer is formed by a (continuous) film to effectively hold debris in place on the corresponding ceramic layer.
  • the at least one cover layer is glued.
  • the adhesive is in particular flat with substantially complete contact between the cover layer and the outer ceramic layer.
  • the crack stops are integrated in the first ceramic layer and / or second ceramic layer. This can be the
  • the crack stops are produced for example by mechanical processing on a carbon-containing preform in the green state state or after pyrolysis.
  • the crack stoppers are produced during the production of the first ceramic layer and / or second ceramic layer.
  • the crack stopper must not be subsequently produced, for example by mechanical processing of a - hard and brittle - ceramic material.
  • the crack stops are formed by recesses and / or recesses. Such recesses can be produced in a simple manner by machining from the surface. Corresponding crack stoppers are described in WO 2005/114089 A1, to which reference is expressly made.
  • the recesses may be continuous or non-continuous in a thickness direction of the first ceramic layer and / or ceramic layer. It is basically possible that the individual segments are not only functionally separated by the crack stopper, but are also geometrically separated, ie that the individual segments are individual components. It can also be provided that the individual segments are connected together and, for example, formed in one piece on a ceramic plate. A corresponding ceramic layer can be produced in a simple and cost-effective manner, since individual ceramic tiles do not have to be joined together, but a large surface area with minimized production costs can be covered.
  • the first ceramic layer and / or the second ceramic layer are formed by one or more one-piece ceramic plates. Whether one or more ceramic plates are used depends on which surface area is to be protected by the ceramic armor. For the production, it is advantageous if the number of ceramic plates is minimized. In particular, a ceramic plate has a plurality of contiguous segments.
  • the corresponding ceramic layer can be produced in a simple and cost-effective manner.
  • the at least one ceramic plate has a length and width of at least 150 mm and preferably of at least 800 mm. As a result, a large surface area for armoring can be covered with minimal production effort.
  • the distance between crack stops in the range between 5 mm and 100 mm.
  • the distance (which defines the size of the segments) is adapted to the application. For example, it is advantageous if segments are formed larger, if the impact of large projectiles is to be feared, compared to segments, if the impact of smaller projectiles is to be feared.
  • the ceramic material of the first ceramic layer and / or second ceramic layer is an oxide material or non-oxide material.
  • the ceramic material is a carbide-ceramic material such as silicon carbide.
  • the first ceramic layer and / or second ceramic layer is made of a monolithic ceramic material or of a fiber-reinforced ceramic material.
  • the fiber reinforcement can be made via short fibers, long fibers or continuous fibers. It can also be a fiber reinforcement by using a cellulosic Starting material take place. Fiber-reinforced ceramic plates may be made with larger lateral dimensions than a monolithic ceramic plate of the same thickness.
  • the segments of different ceramic layers have different dimensions.
  • the dimensions may be laterally different and / or the thickness dimensions may be different. It can thereby achieve a targeted adaptation to a specific application.
  • one or more ceramic layers may be provided, which are designed so that they have a special armor effect against larger projectiles. This can be achieved by the segments of such a ceramic layer having an adapted to the expected projectile segment size and optionally segment thickness; For larger projectiles, the segment dimensions are usually larger to choose than smaller projectiles.
  • the segments of a further outer ceramic layer have smaller dimensions than the segments of a further inner ceramic layer.
  • the outer ceramic layer can serve, for example, as splinter protection and in particular as a protective layer against smaller projectiles.
  • the invention is further based on the object to provide a method for producing a ceramic armor, which in a simple manner feasible and in which one achieves a ceramic armor with effective damage tolerance.
  • This object is achieved in accordance with the invention in that a first ceramic layer with crack stoppers and a second ceramic layer with crack stoppers are produced, and the first ceramic layer is adhesively bonded to the second ceramic layer via a bonding layer such that the crack stoppers of the first ceramic layer and the crack stoppers of the second ceramic layer Ceramic layer in at least one transverse direction to a direction in which the first ceramic layer and the second ceramic layer follow one another, are offset.
  • the inventive method can be produced in a simple and cost-effective manner, a ceramic armor, which has an improved multi-hit capability with defined delimitation of the damage area or the damage volume.
  • the first ceramic layer and / or the second ceramic layer are produced via at least one integral ceramic plate.
  • the one-piece ceramic plate in turn has a plurality of segments, which in particular are connected in one piece. This makes it easy to cover a high surface area.
  • curved ceramic layers can be produced in a simple manner.
  • crack stoppers are produced in one or more preforms on the first ceramic layer and / or second ceramic layer before the ceramization.
  • crack stoppers are produced in a green body prior to pyrolysis and / or produced in a carbon precursor after pyrolysis of the green body.
  • Such crack stopper can be produced in a simple manner by mechanical processing, for example via the milling of slots or recesses.
  • crackstoppers are produced as recesses and / or cracks in a carbon-containing preform. Such crack stopper can be realized with relatively little effort.
  • This film can hold debris on the corresponding ceramic layer to improve the multi-hit capability.
  • Figure 1 is a schematic (partial) view of an embodiment of a ceramic armor according to the invention.
  • Figure 2 is a sectional view of the ceramic armor according to
  • FIG. 1; Figure 3 is a plan view of the ceramic armor according to Figure 1;
  • Figure 4 is a partial perspective sectional view of an embodiment of an armor system.
  • An embodiment of an armor according to the invention which is shown in FIGS. 1 to 3 and designated therein by 10, comprises a first ceramic layer 12 and a second ceramic layer 14.
  • the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 are adhesively connected to one another via a bonding layer 16.
  • the bonding layer 16 is an adhesive layer, wherein the first ceramic layer 12 is adhesively bonded to the bonding layer 16 and the second ceramic layer 14 is adhesively bonded to the bonding layer 16.
  • the bonding layer 16 is made of a plastic material.
  • the material has a certain elasticity.
  • the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 are connected to the bonding layer 16 in a planar manner and in particular substantially over their entire respective surface.
  • tie layer 16 is a hot melt adhesive material such as PVB (polyvinyl butyral).
  • the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 follow one another in a direction 18.
  • This direction 18 is also a thickness direction of the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14.
  • the first ceramic layer has a thickness di and the second ceramic layer has a thickness d 2 .
  • the connecting layer 16 has a thickness d 3 .
  • the thicknesses di, d 2 , d 3 can be uniform over the respective surface or even vary.
  • the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 may be formed with parallel spaced planar surfaces or parallel spaced curved surfaces. It is also possible for the first ceramic layer 12 and / or the second ceramic layer 14 to have spaced-apart surfaces which are not parallel to one another.
  • the thickness d 3 of the connection layer 16 is smaller and in particular considerably smaller than the thickness di of the first ceramic layer 12 and d 2 of the second ceramic layer 14, respectively.
  • the thicknesses di and d 2 are greater than or equal to 5 mm and in particular greater than 10 mm. It can also be provided that the thickness di and / or d 2 are greater than or equal to 30 mm.
  • the ceramic element can be produced with a width and length no greater than about 30 times the thickness of the ceramic element.
  • the larger the thickness di of the first ceramic layer 12 and d 2 of the second ceramic layer 14, the larger in their length and width dimensions, ceramic elements by which the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 are made can be used.
  • the ceramic elements, by means of which the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 are produced, are in particular ceramic plates.
  • the first ceramic layer 12 may be formed by one or more ceramic plates 20.
  • the second ceramic layer 14 may also be formed by one or more ceramic plates 22.
  • the ceramic plates 20, 22 can be flat or have curved surfaces.
  • the first ceramic layer 12 is provided with crack stoppers 24.
  • the tear stops subdivide the first ceramic layer 12 into segments 26, with adjacent segments 26 being functionally separated by tear stops 24.
  • the crack stops serve to prevent the propagation of cracks from one segment 26 to an adjacent segment 26.
  • the tear stops 24 are one type of predetermined breaking point. When a particular segment 26 is hit and destroyed by an object, the tear stops 24 prevent the adjacent segments from being destroyed as well.
  • the tear stoppers 24 rest on tear stopper lines 28a, 28b or form such tearstopper lines.
  • the tear stopper lines 28a, 28b intersect in
  • junction points 30 It is possible that the crack stopper 24 extend to the intersection points 30 or spaced from such intersection points 30 are.
  • the crack stopper 24 are formed on recesses 32. These recesses 32 are preferably integrated in the respective ceramic plates 20. They can be completely continuous or not continuous in the thickness direction 18.
  • the ceramic plates 20, 22, which have a plurality of segments 26, integrally formed, d. H. adjacent segments 26 of a ceramic plate 20, 22 are integrally connected to one another.
  • the recesses in the thickness direction 18 of the respective ceramic plate 20, 22 are made.
  • the recesses may be at an angle of at least approximately 0 ° or at an angle between 15 ° and 45 ° relative to the direction 18.
  • the tear stops 24 are formed by grooves and / or grooves or by perforations and / or slots.
  • the depth of the grooves or slots is in the range between 0.05 to 0.9 of the thickness di of the first ceramic layer 12 in the direction 18.
  • a typical distance between crack stops 24 is in the range between 5 mm and 100 mm. This distance range between 5 mm and 100 mm then also gives the typical size (length and width) for the segments 26. It is favorable if the recesses 32 are integrated in the ceramic plate 20 and are formed in particular in the solid material of the ceramic plate 20. Such crack stopper 24 can be produced in the manufacture of the ceramic plate 20. This is described in WO 2005/114089 A1.
  • the material of the first ceramic layer 12 may be an oxide ceramic material or a non-oxide ceramic material.
  • the material of the first ceramic layer 12 is a carbide-ceramic material such as SiC.
  • the crack stopper 24 are thereby introduced in particular before the ceramization in a carbon-containing preform. In this case, it is possible to introduce it into a carbon body after pyrolysis and / or to introduce it into a carbon-containing preform which is still to be pyrolyzed. It is also possible for the carbon-containing body to be produced by means of a biomorphic material, which in particular contains cellulose.
  • the second ceramic layer 14 is basically the same as the first ceramic layer 12.
  • the second ceramic layer 14 also includes a crack stopper system 34, by means of which tear-stopper 36 functionally separate segments 38 are formed.
  • the crack stop system 34 of the second ceramic layer 14 also has crack stopper lines 40 (which need not necessarily be straight) that intersect at crossing points 42.
  • the crack stopper system 34 of the second ceramic layer 14 is offset from a crack stopper system 44 of the first ceramic layer 12. This means that the crack stops 36 of the second ceramic layer 14 are offset relative to the crack stops 24 of the first ceramic layer 12 in a first transverse direction 46 and / or a second transverse direction 48.
  • the first transverse direction 46 is The first transverse direction 46 and the second transverse direction 48 are surface extension directions of the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14.
  • the segments 38 of the second ceramic layer 14 are also offset from the segments 26 of the first ceramic layer 12.
  • Projections of the crossing points 42 of the crack stopper lines 40 of the crack stopper system 34 of the second ceramic layer 14 on the first ceramic layer 12 are within segments 26 of the first ceramic layer 12. Accordingly, projections (in the direction 18) of crossing points 30 of the first ceramic layer 12 to the second Ceramic layer 14 within segments 38 of the second ceramic layer 14th
  • the crack stopper 36 of the second ceramic layer 14 are aligned with respect to the direction 18 non-aligned with each other.
  • the geometric configuration of the segments 26 and 38 can be cuboid. But there are also other designs depending on the application possible.
  • a further ceramic layer with the second ceramic layer 14 via a corresponding connection layer is adhesively bonded (not shown in the drawing).
  • This third ceramic layer also has a crack stopper system, which is then offset from the crack stopper system 34 of the second ceramic layer 14. It can then be provided even more corresponding ceramic layers.
  • the ceramic armor 10 has a layer structure in which the first ceramic layer 12 and at least one further ceramic layer, namely the second ceramic layer 14, follow one another, wherein the connecting layer 16, the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 connects.
  • the outer ceramic layer is the second ceramic layer 14.
  • the cover layer 50 is formed, in particular, from a film material which is adhesively bonded to the second ceramic layer 14.
  • the cover layer 50 is preferably formed continuously and covers, for example, the crack stopper system 34.
  • the cover layer 50 serves to hold splinters formed on the ceramic armouring 10 when an object hits the ceramic armor 10.
  • the cover layer 50 has a certain elasticity.
  • the ceramic armor 10 may form a tank system or be part of a tank system.
  • the ceramic armor 10 can be integrated into an armor system, as shown schematically in the figure and denoted there as a whole by 52.
  • an armor system is described in DE 697 07 560 T2 (EP 0 810 415 B1). This document is expressly incorporated by reference.
  • the ceramic armor 10 is arranged on a structural support layer 54 (backing).
  • the structural support layer 54 may be made of aluminum, for example, or of composites such as carbon Kevlar.
  • the ceramic armor 10 is connected, for example, via an adhesive layer 56 to the structural support layer 54.
  • fragmentation layer 58 on which the structure carrier layer 54 is arranged.
  • the fragmentation layer 58 serves to minimize fragmentation of the structural support layer 54.
  • the ceramic armor 10 may be covered by a plurality of cover layers 60, 62, 64. Upwards, the armor system 52 is bounded by a steel plate 66. With regard to the structure, reference is made to EP 0 810 415 Bl. It is possible to use the same structure as described there, wherein instead of a plurality of tiles, the inventive ceramic armor 10 is used.
  • the ceramic armor 10 is made as follows:
  • One or more ceramic plates 20, 22 are made to form the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14.
  • the respective crack stop systems 34 and 44 are thereby produced integrally.
  • a carbon-containing preform is produced for the ceramic plates 20, 22.
  • a cellulosic material is used and a porous preform is produced.
  • This carbonaceous porous preform is converted by pyrolysis into an open-porous carbon body.
  • the recesses 32 are introduced before the ceramization. For example, a rectangular grid is made on recesses 32.
  • the recesses 32 may be introduced into the carbon-containing body (green body) before the pyrolysis. At this green body, the mechanical processing is facilitated. Shrinkage during pyrolysis reduces the gap between adjacent segments.
  • the carbon body after pyrolysis is ceramified. This can be done, for example, via carbide-forming infiltration.
  • a silicon carbide ceramic is produced by silicon infiltration.
  • the recesses 32 are filled before the ceramization with a release agent such as boron nitride.
  • the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14 are formed by the ceramic plates 20, 22 are glued together via the bonding layer 16.
  • the ceramic plates 20, 22 are positioned relative to each other so that the crack stopper systems 34, 44 are offset from one another.
  • the cover layer 50 is arranged on the second ceramic layer 14.
  • the damage behavior of the ceramic armor is improved in particular with multiple impact, d. H. the multihit capability of the ceramic armor 10 is improved. Due to the staggered arrangement of the crack stopper system 34 and 44, the damage surface or the damage volume can be defined.
  • the "depth damage" is reduced since, when an object hits a crossing point 30 of the second ceramic layer 14, no intersection point follows the intersection point 30 in the first ceramic layer 12.
  • the bonding layer 16 which is in particular an adhesive layer, the spalling of ceramic fragments after the impact of an object can at least be reduced. It is also possible to make the ceramic layers 12, 14 of higher thickness, so as to minimize the depth damage propagation as well.
  • the first ceramic layers 12, 14 are made of a fiber-reinforced preform. It is a large-scale production possible, with corresponding preform (green body) can also be produced multiple curved.
  • the cover layer 50 also serves to hold ceramic fragments on the ceramic armor.
  • the impact of an object creates ceramic debris. Due to the cover layer 50, these ceramic debris can be held on the ceramic armor 10 and in particular on the corresponding ceramic layer 14. This results in an improved multi-hit capability, since the further impact of an object this does not hit a "blank", but on the debris and thus loses kinetic energy. The effect is similar to the impact of an object on a sandbag.
  • the ceramic armoring 10 can be adapted to an application. For example, it can be provided that a deeper inner ceramic layer has segments which have larger lateral dimensions and / or larger thickness dimensions, than a ceramic layer further outward as the ceramic layer 14. The more interior ceramic layer 12 then serves as a protective armor layer with respect to larger projectiles, while the outer ceramic layer serves as a protective armor layer for splinter protection and against smaller projectiles.
  • the segments of the first ceramic layer 12 relative to the second ceramic layer 14 and in particular by the staggered arrangement of the crack stopper 24 and 36 can be achieved that damage to the outer ceramic layer 14, for example, by a smaller projectile, the further inner first ceramic layer 12 not significantly damaged.

Landscapes

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Abstract

Um eine keramische Panzerung, umfassend eine erste Keramiklage (12), welche eine Mehrzahl von Segmenten (26) aufweist, die durch Rissstopper (24) funktionell getrennt sind, wobei die Rissstopper (24) der Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment (26) auf ein anderes Segment dienen, mindestens eine zweite Keramiklage (14), welche eine Mehrzahl von Segmenten (38) aufweist, die durch Rissstopper (36) funktionell getrennt sind, und mindestens eine Verbindungsschicht (16), mittels welcher die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14) verbunden sind, bereitzustellen, welche ein verbessertes Schadensverhalten aufweist, ist vorgesehen, dass die Segmente (26) der ersten Keramiklage (12) versetzt zu den Segmenten (36) der zweiten Keramiklage (14) sind.

Description

B E S C H R E I B U N G
Keramische Panzerung und Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerung
Die Erfindung betrifft eine keramische Panzerung, umfassend eine erste Keramiklage, welche eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die durch Riss- stopper funktionell getrennt sind, wobei die Rissstopper der Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment auf ein anderes Segment dienen, mindestens eine zweite Keramiklage, welche eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die durch Rissstopper funktionell getrennt sind, und mindestens eine Verbindungsschicht, mittels welcher die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage verbunden sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerung.
Aus der WO 2005/114089 Al ist eine keramische Panzerplatte bekannt, welche einstückig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von zusammenhängenden Segmenten aufweist, welche durch Rissstopper funktionell getrennt sind, wobei die Rissstopper der Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment auf ein benachbartes Segment dienen.
Aus der GB 2 336 807 A ist ein Komposit-Sandwichmaterial bekannt, welches Laminatschichten aus Keramikmaterial umfasst, die eine Dicke zwischen 0,5 mm bis 3,0 mm aufweisen. Zwischen den Keramikschichten ist ein Verbindungsmaterial angeordnet. Die Keramikschichten dienen als ballistische Schutzbarriere gegen Projektile.
Aus der DE 29 31 110 Al ist ein flexibles, durchschlaghemmendes Schutz- Flächenmaterial mit mehreren übereinanderliegenden Lagen aus einem Gewebe und/oder Gewirke von Fasern hoher Festigkeit, insbesondere Aramidfasern, bekannt. Die benachbarten Lagen sind über ihre Flächenerstreckung hinweg aneinander befestigt.
Aus der DE 298 24 890 Ul ist eine Schutzpanzerung und insbesondere ballistische Leichtgewichtschutzpanzerung bekannt, welche mindestens einen Formkörper aus einem geschossfesten Material und eine Backing-Struktur zum Zusammenhalter der Formkörper und zur Bildung eines Flächengebildes um- fasst. Der Formkörper besteht aus einem Gewebe, Gewirke, Gestricke oder dergleichen Fasermaterial aus Kohlenstoff, das in einem Silizierungsvorgang durch Infiltrieren mit Silizium zu kohlenstofffaserverstärktem Siliziumkarbid umgewandelt ist.
Aus der EP 1 284 856 Bl ist ein Panzerungsverbundmaterial bekannt, welches eine der Bedrohungsseite zugewandte, auf einer ersten Tragschicht angeordnete Frontschicht umfasst, die aus mehreren benachbarten, formschlüssig aneinander anschließenden Frontschichtsegmenten besteht. Ferner ist eine der Bedrohungsseite abgewandte rückwärtige Schicht und eine zwischen Front- schicht und rückwärtiger Schicht angeordnete Stützschicht vorgesehen, die aus mehreren Stützschichtsegmenten besteht, wobei die Stützschichtsegmente eine Fläche parallel zur Frontschicht aufweisen, die gleich groß ist oder kleiner als die Fläche der Frontschichtsegmente parallel zur Frontschicht und wobei die Stützschichtsegmente so unterhalb der Frontschichtsegmente angeordnet sind, dass diese bezüglich ihrer Randbegrenzungen bündig übereinander angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine keramische Panzerung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche ein verbessertes Schadensverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten keramischen Panzerung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Segmente der ersten Keramiklage versetzt zu den Segmenten der zweiten Keramiklage sind.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine definierte Eingrenzung der Schadensfläche bzw. des Schadensvolumens erreicht. Dadurch wird der Schadensbereich begrenzt. Weiterhin ergibt sich eine verbesserte Multihit- Fähigkeit.
Der Schadensbereich an einer Keramiklage ist am größten, wenn ein Objekt auf einen Kreuzungspunkt trifft, da dann mehrere Segmente beschädigt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind die Segmente in benachbarten Keramiklagen versetzt zueinander, so dass der "Tiefenschaden" verringert ist. Wenn ein Objekt auf einen Kreuzungspunkt der zweiten Keramiklage trifft, dann liegt unterhalb des Kreuzungspunkts ein Segment der ersten Keramiklage. Durch die Verbindungsschicht zwischen der ersten Keramiklage und der zweiten Keramiklage kann das Abplatzen von Keramiksplittern verhindert oder zumindest verringert werden.
Die Schadensausbreitung lässt sich bei der erfindungsgemäßen keramischen Panzerung auch dadurch verringern, dass die Keramiklagen entsprechend dick gewählt werden. Es besteht keine grundsätzliche Einschränkung bezüglich der Dicke. Die Keramiklagen lassen sich beispielsweise mit integrierten Rissstoppern auf einfache Weise herstellen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es auch möglich, die einzelnen Keramiklagen funktionell zu optimieren, um abhängig von dem Anwendungsfall das Schadensvolumen zu minimieren. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass unterschiedliche Keramiklagen unterschiedliche laterale Segmentabmessungen aufweisen. Es ist auch möglich, dass unterschiedliche Keramiklagen unterschiedliche Dickenabmessungen aufweisen. Die Segmentabmessungen sind beispielsweise angepasst an die Größe von Objekten, deren Impact zu befürchten ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass eine weiter außenliegende Keramiklage Segmente mit kleineren lateralen Abmessungen aufweist als eine weitere innenliegende Keramiklage. Die weiter außenliegende Keramiklage dient zum Schutz bezüglich kleinerer Projektile während die weiter innenliegende Keramiklage zum Schutz gegenüber größeren Projektilen dient. Durch die Versetzung der Segmente untereinander ist es erreichbar, dass die Schutzwirkung der Keramiklage, welche zum Schutz vor großen Projektilen dient, durch ein Auftreffen eines kleineren Projektils in einer weiter außenliegenden Keramiklage nicht wesentlich eingeschränkt wird. Es können mehrere (auch mehr als zwei) Keramiklagen vorgesehen sein, die in ihrer Dicke und in den lateralen Abmessungen der Segmente entsprechend angepasst sind, um eine optimierte Schutzwirkung bezüglich des Impacts von Objekten zu erhalten.
Günstig ist es, wenn die Segmente der ersten Keramiklage und die Segmente der zweiten Keramiklage in mindestens einer Querrichtung zu einer Richtung, in welcher die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage aufeinanderfolgen, versetzt sind. Dadurch lässt sich das Schadensvolumen beim Auftreffen eines Objekts gering halten.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn Rissstopper der ersten Keramiklage und Rissstopper der zweiten Keramiklage in mindestens einer Querrichtung zu einer Richtung, in welcher die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage aufeinanderfolgen, versetzt sind. Dadurch wird verhindert, dass ein Objekt in einer äußeren Keramiklage und in der darunterliegenden Keramiklage jeweils auf Kreuzungspunkte treffen kann.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn alle Rissstopper der ersten Keramik- läge und alle Rissstopper der zweiten Keramiklage versetzt zueinander sind. Dadurch lässt sich die Schadensfläche bzw. das Schadensvolumen definiert eingrenzen und dabei gering halten.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die Rissstopper der ersten Keramiklage nicht-fluchtend zu den Rissstoppern der zweiten Keramiklage angeordnet sind. Die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage liegen dabei übereinander. Insbesondere folgen sie einer Dickenrichtung der ersten Keramiklage bzw. der zweiten Keramiklage aufeinander.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage über die mindestens eine Verbindungsschicht flächig miteinander verbunden sind. Insbesondere liegt zwischen der mindestens einen Verbindungsschicht und der ersten Keramiklage und der zweiten Keramiklage ein vollflächiger Kontakt vor. Dadurch lässt sich auf effektive Weise das Abplatzen von Keramiksplittern nach einem Impact verhindern.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Verbindungsschicht eine Klebeschicht ist. Eine solche Verbindungsschicht lässt sich auf einfache Weise herstellen. Als Klebematerial lässt sich beispielsweise ein Schmelzkleber wie PVB (Polyvinylbuteral) einsetzen.
Es ist dabei günstig, wenn die mindestens eine Verbindungsschicht adhäsiv mit der ersten Keramiklage verbunden ist. Dadurch lässt sich ein Abplatzen von Keramiksplittern auf effektive Weise verhindern. Insbesondere ist eine flächige Verbindung vorgesehen, wobei vorzugsweise vollständiger Kontakt zwischen der Verbindungsschicht und der ersten Keramiklage vorliegt.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die mindestens eine Verbindungsschicht adhäsiv mit der zweiten Keramiklage verbunden ist.
Günstigerweise ist die mindestens eine Verbindungsschicht eine Kunststoffschicht. Es ist dabei vorteilhaft, wenn diese eine gewisse Elastizität aufweist, um das Abplatzen von Keramiksplittern effektiv verhindern zu können. Günstigerweise weist die mindestens eine Verbindungsschicht eine dünnere Dicke auf als jeweils die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage. Dadurch wird die Dicke der keramischen Panzerung effektiv durch die Keramiklagen bestimmt.
Insbesondere weisen die ersten Keramiklage und/oder die zweite Keramiklage eine Dicke von mindestens 5 mm auf. Dadurch lässt sich die erste Keramiklage und/oder die zweite Keramiklage auf einfache Weise großflächig mit einer oder mehreren Keramikplatten herstellen. Nach einer für monolithische Keramikplatten gültigen Faustregel erlauben bekannte Fertigungsverfahren für Keramikplatten Breiten- und Längenabmessungen, die nicht größer als das ca. 30-fache der Dicke sind.
Insbesondere ist es möglich, dass die Dicke der ersten Keramiklage und/oder zweiten Keramiklage größer gleich 8 mm oder je nach Anwendung größer gleich 15 mm ist. Dadurch kann die erste Keramiklage und/oder die zweite Keramiklage auf einfache Weise großflächig mit einer oder mehreren Keramikplatten (abhängig vom Flächenbereich, der durch die keramische Panzerung abzudecken ist) hergestellt werden.
Günstigerweise sind Rissstopper längs einer Linie angeordnet oder bilden eine Linie. Die Linie kann gerade oder gekrümmt sein oder auch unstetig sein. Es lässt sich dadurch die jeweilige Keramiklage in Segmente aufteilen, wobei Segmente funktionell durch Rissstopper getrennt sind. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn Kreuzungspunkte von Rissstopper- Linien einer Keramiklage projiziert auf die andere Keramiklage innerhalb eines Segments der anderen Keramiklage liegen. Dadurch wird verhindert, dass, wenn ein Objekt auf einen Kreuzungspunkt einer Keramiklage auftrifft, auch ein Kreuzungspunkt der anderen Keramiklage getroffen wird. Dadurch lässt sich die Schadensfläche bzw. das Schadensvolumen definiert eingrenzen.
Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass Rissstopper bis zu einem Kreuzungspunkt von Rissstopper-Linien reichen. Dadurch lässt sich eine definierte Ein- grenzung der Schadensfläche erreichen. Es ist dabei grundsätzlich auch möglich, dass Rissstopper nicht bis zu einem Kreuzungspunkt reichen.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens eine äußere Decklage vorgesehen ist. Wenn ein Projektil auf die keramische Panzerung aufgetroffen ist, dann entstehen Keramiktrümmer. Durch die mindestens eine Verbindungsschicht wird ein Abplatzen verhindert. Durch die mindestens eine Decklage werden die Keramiktrümmer "in Position" in der entsprechenden Keramiklage gehalten. Bei dem Auftreffen eines weiteren Objekts kann durch diese in Position gehaltenen Keramiktrümmer die kinetische Energie des Objekts verringert werden, um so den Schaden, welcher durch dieses Objekt verursacht wird, geringer zu halten.
Insbesondere überdeckt die mindestens eine Decklage Rissstopper. Dadurch lässt sich auf effektive Weise ein Halten von Trümmern an der keramischen Panzerung erreichen. Beispielsweise ist die mindestens eine Decklage durch eine (zusammenhängende) Folie gebildet, um effektiv Trümmer an der entsprechenden Keramiklage in Position halten zu können.
Beispielsweise ist die mindestens eine Decklage aufgeklebt. Die Aufklebung ist insbesondere flächig mit im Wesentlichen vollständigem Kontakt zwischen der Decklage und der äußeren Keramiklage.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rissstopper in die erste Keramik- läge und/oder zweite Keramiklage integriert sind. Dadurch lassen sich die
Keramiklagen mit integrierten Rissstoppern auf einfache Weise herstellen. Die Rissstopper werden beispielsweise durch mechanische Bearbeitung an einem kohlenstoffhaltigen Vorkörper im Grünkörperzustand oder nach einer Pyrolyse hergestellt.
Insbesondere sind die Rissstopper bei der Herstellung der ersten Keramiklage und/oder zweiten Keramiklage hergestellt. Dadurch müssen die Rissstopper nicht nachträglich beispielsweise durch mechanische Bearbeitung an einem - harten und spröden - keramischen Material hergestellt werden.
Bei einer einfachen Ausführungsform sind die Rissstopper durch Ausnehmungen und/oder über Ausnehmungen gebildet. Solche Ausnehmungen lassen sich auf einfache Weise durch Bearbeitung von der Oberfläche her herstellen. Entsprechende Rissstopper sind in der WO 2005/114089 Al beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Ausnehmungen können dabei in einer Dickenrichtung der ersten Keramiklage und/oder Keramiklage durchgehend oder nicht-durchgehend sein. Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass die einzelnen Segmente durch die Rissstopper nicht nur funktionell getrennt sind, sondern auch geometrisch getrennt sind, d. h. dass die einzelnen Segmente einzelne Komponenten sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die einzelnen Segmente zusammenhängen und beispielsweise einstückig an einer Keramikplatte gebildet sind. Eine entsprechende Keramiklage lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise herstellen, da nicht einzelne Keramikfliesen ineinander gefügt werden müssen, sondern ein großer Flächenbereich mit minimiertem Herstellungsaufwand überdeckbar ist.
Bei einer Ausführungsform sind die erste Keramiklage und/oder zweite Keramiklage durch eine oder mehrere einstückige Keramikplatten gebildet. Ob eine oder mehrere Keramikplatten verwendet werden, hängt davon ab, welcher Flächenbereich durch die keramische Panzerung zu schützen ist. Für die Herstellung ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Keramikplatten minimiert wird. Insbesondere weist eine Keramikplatte eine Mehrzahl von zusammenhängenden Segmenten auf.
Es ist dann insbesondere günstig, wenn an der mindestens einen Keramikplatte benachbarte Segmente einstückig verbunden sind. Dadurch lässt sich die entsprechende Keramiklage auf einfache und kostengünstige Weise herstellen. Es ist beispielsweise auch auf einfache Weise möglich, gekrümmte Keramiklagen herzustellen, welche einen großen Flächenbereich abdecken, wobei die Keramiklagen auch eine größere Dicke (insbesondere größer 5 mm) aufweisen können. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die mindestens eine Keramikplatte eine Länge und Breite von mindestens 150 mm und vorzugsweise von mindestens 800 mm aufweist. Dadurch lässt sich mit minimiertem Herstel- lungsaufwand ein großer Flächenbereich für eine Panzerung abdecken.
Günstigerweise liegt der Abstand zwischen Rissstoppern im Bereich zwischen 5 mm und 100 mm. Dadurch lässt sich bei minimiertem Herstellungsaufwand eine definierte Eingrenzung der Schadensfläche mit deren Minimierung er- reichen. Dadurch wiederum lässt sich das Schadensvolumen definiert eingrenzen. Der Abstand (welcher die Größe der Segmente definiert) ist an den Anwendungsfall angepasst. Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn Segmente größer ausgebildet werden, wenn der Impact großer Projektile zu befürchten ist, im Vergleich zu Segmenten, wenn der Aufprall kleinerer Projektile zu be- fürchten ist.
Das Keramikmaterial der ersten Keramiklage und/oder zweiten Keramiklage ist ein oxidisches Material oder nicht-oxidisches Material.
Insbesondere ist das Keramikmaterial ein carbidkeramisches Material wie beispielsweise Siliciumcarbid.
Es kann je nach Anwendung günstig sein, wenn die erste Keramiklage und/oder zweite Keramiklage aus einem monolithischen Keramikmaterial oder aus einem faserverstärkten Keramikmaterial hergestellt ist. Die Faserverstärkung kann über Kurzfasern, Langfasern oder Endlosfasern erfolgen. Es kann auch eine Faserverstärkung durch Verwendung eines zellulosehaltigen Ausgangsstoffs erfolgen. Faserverstärkte Keramikplatten lassen sich unter Umständen mit größeren lateralen Abmessungen herstellen als eine monolithische Keramikplatte gleicher Dicke.
Günstig ist es, wenn die Segmente unterschiedlicher Keramiklagen unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Die Abmessungen können dabei lateral unterschiedlich sein und/oder die Dickenabmessungen können unterschiedlich sein. Es lässt sich dadurch eine gezielte Anpassung an eine spezielle Anwendung erreichen. Beispielsweise können eine oder mehrere Keramiklagen vor- gesehen sein, die so ausgebildet sind, dass sie eine besondere Panzerwirkung gegenüber größeren Projektilen aufweisen. Dies ist erreichbar, indem die Segmente einer solchen Keramiklage eine an die zu erwartenden Projektile angepasste Segmentgröße und gegebenenfalls Segmentdicke aufweisen; bei größeren Projektilen sind die Segmentabmessungen üblicherweise größer zu wählen als bei kleineren Projektilen.
Es ist dann besonders günstig, wenn die Segmente einer weiter außenliegenden Keramiklage kleinere Abmessungen aufweisen als die Segmente einer weiter innenliegenden Keramiklage. Die äußere Keramiklage kann beispiels- weise als Splitterschutz und insbesondere als Schutzlage gegenüber kleineren Projektilen dienen. Durch die Versetzung der Segmente relativ zueinander lässt es sich weitgehend verhindern, dass auftreffende Projektile eine weiter innenliegende Keramiklage (welche insbesondere zum Schutz gegen größere Projektile dient) wesentlich beschädigen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerung bereitzustellen, welches auf einfache Weise durchführbar ist und bei dem man eine keramische Panzerung mit effektiver Schadenstoleranz erreicht.
Dies Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine erste Keramik- läge mit Rissstoppern und eine zweite Keramiklage mit Rissstoppern hergestellt wird, und die erste Keramiklage mit der zweiten Keramiklage über eine Verbindungsschicht so verklebt wird, dass die Rissstopper der ersten Keramiklage und die Rissstopper der zweiten Keramiklage in mindestens einer Querrichtung zu einer Richtung, in welcher die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage aufeinanderfolgen, versetzt sind.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise eine keramische Panzerung herstellen, welche eine verbesserte Multihit-Fähigkeit bei definierter Eingrenzung der Schadensfläche bzw. des Schadensvolumens aufweist.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen keramischen Panzerung erläutert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen keramischen Panzerung erläutert.
Insbesondere werden die erste Keramiklage und/oder zweite Keramiklage über mindestens eine einstückige Keramikplatte hergestellt. Die einstückige Keramikplatte wiederum weist eine Mehrzahl von Segmenten auf, welche insbesondere einstückig zusammenhängen. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein hoher Flächenbereich abdecken. Ferner lassen sich auf einfache Weise auch gekrümmte Keramiklagen herstellen. Insbesondere werden Rissstopper in einem oder mehreren Vorkörpern auf der ersten Keramiklage und/oder zweiten Keramiklage vor der Keramisierung hergestellt. Beispielsweise werden Rissstopper in einem Grünkörper vor der Pyrolyse hergestellt und/oder in einem Kohlenstoffvorkörper nach der Pyrolyse des Grünkörpers hergestellt. Solche Rissstopper lassen sich auf einfache Weise durch mechanische Bearbeitung beispielsweise über das Fräsen von Schlitzen bzw. Ausnehmungen herstellen.
Günstig ist es, wenn Rissstopper als Ausnehmungen und/oder Risse in einem kohlenstoffhaltigen Vorkörper hergestellt werden. Solche Rissstopper lassen sich mit relativ geringem Aufwand realisieren.
Günstig ist es, wenn auf der äußeren Keramiklage eine Folie angeordnet wird. Durch diese Folie lassen sich Trümmer an der entsprechenden Keramiklage halten, um die Multihit-Fähigkeit zu verbessern.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen :
Figur 1 eine schematische (Teil-)Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen keramischen Panzerung;
Figur 2 eine Schnittansicht der keramischen Panzerung gemäß
Figur 1; Figur 3 eine Draufsicht auf die keramische Panzerung gemäß Figur 1; und
Figur 4 eine perspektivische Teilschnittansicht eines Ausführungs- beispiels eines Panzerungssystems.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Panzerung, welches in den Figuren 1 bis 3 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine erste Keramiklage 12 und eine zweite Keramiklage 14. Die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 sind über eine Verbindungsschicht 16 adhäsiv miteinander verbunden. Die Verbindungsschicht 16 ist eine Kleberschicht, wobei die erste Keramiklage 12 adhäsiv mit der Verbindungsschicht 16 verbunden ist und die zweite Keramiklage 14 adhäsiv mit der Verbindungsschicht 16 verbunden ist.
Die Verbindungsschicht 16 ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Das Material weist eine gewisse Elastizität auf. Insbesondere sind die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 flächig und insbesondere im Wesentlichen über ihre gesamte jeweilige Oberfläche mit der Verbindungs- schicht 16 verbunden.
Ein mögliches Material für die Verbindungsschicht 16 ist ein Schmelzklebermaterial wie PVB (Polyvinylbuteral).
Die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 folgen in einer Richtung 18 aufeinander. Diese Richtung 18 ist auch eine Dickenrichtung der ersten Keramiklage 12 und der zweiten Keramiklage 14. Die erste Keramiklage weist eine Dicke di und die zweite Keramiklage weist eine Dicke d2 auf. Die Verbindungsschicht 16 weist eine Dicke d3 auf.
Die Dicken di, d2, d3 können über die jeweilige Fläche einheitlich sein oder auch variieren.
Die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 können mit parallel beabstandeten ebenen Oberflächen oder parallel beabstandeten gekrümmten Oberflächen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die erste Keramiklage 12 und/oder die zweite Keramiklage 14 beabstandete Oberflächen aufweisen, welche nicht parallel zueinander sind.
Die Dicke d3 der Verbindungsschicht 16 ist kleiner und insbesondere erheblich kleiner als jeweils die Dicke di der ersten Keramiklage 12 und d2 der zweiten Keramiklage 14.
Vorzugsweise sind die Dicken di und d2 größer gleich 5 mm und insbesondere größer 10 mm. Es kann auch vorgesehen, dass die Dicken di und/oder d2 größer gleich 30 mm sind.
Für monolithische Keramiken existiert eine Faustregel für die Herstellbarkeit mit bekannten Fertigungsverfahren, gemäß der das keramische Element mit einer Breite und Länge herstellbar ist, die nicht größer ist als das ca. 30-fache der Dicke des keramischen Elements. Je größer also die Dicke di der ersten Keramiklage 12 und d2 der zweiten Keramiklage 14 gewählt wird, desto größer in ihren Längen- und Breitenabmessungen können Keramikelemente, mittels welchen die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 hergestellt werden, eingesetzt werden. Bei den Keramikelementen, mittels welchen die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 hergestellt werden, handelt es sich insbesondere um Keramikplatten. Die erste Keramiklage 12 kann durch eine oder mehrere Keramikplatten 20 gebildet sein. Die zweite Keramiklage 14 kann ebenfalls durch eine oder mehrere Keramikplatten 22 gebildet sein. Die Keramikplatten 20, 22 können dabei je nach Anwendung eben ausgebildet sein oder gekrümmte Oberflächen aufweisen.
Die erste Keramiklage 12 ist mit Rissstoppern 24 versehen. Die Rissstopper unterteilen die erste Keramiklage 12 in Segmente 26, wobei benachbarte Segmente 26 funktionell durch Rissstopper 24 getrennt sind. Die Rissstopper dienen dazu, die Ausbreitung von Rissen von einem Segment 26 auf ein benachbartes Segment 26 zu verhindern. Die Rissstopper 24 stellen eine Art von Sollbruchstellen dar. Wenn ein bestimmtes Segment 26 von einem Objekt getroffen und zerstört wird, dann verhindern die Rissstopper 24, dass die benachbarten Segmente ebenfalls zerstört werden.
Die Rissstopper 24 liegen auf Rissstopper-Linien 28a, 28b oder bilden solche Rissstopper-Linien. Die Rissstopper-Linien 28a, 28b kreuzen sich in
Kreuzungspunkten 30. Es ist dabei möglich, dass die Rissstopper 24 bis zu den Kreuzungspunkten 30 verlaufen oder beabstandet zu solchen Kreuzungspunkten 30 sind.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Rissstopper auszubilden. In der WO 2005/114089 Al sind Möglichkeiten der Rissstopperausbildung beschrieben. Auf diese Druckschrift wird ausdrücklich Bezug genommen. Beispielsweise sind Rissstopper über Risse gebildet oder über Fehlstellen gebildet.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Rissstopper 24 über Ausnehmungen 32 gebildet sind. Diese Ausnehmungen 32 sind vorzugsweise in die jeweiligen Keramikplatten 20 integriert. Sie können dabei in der Dickenrichtung 18 vollständig durchgehend sein oder nicht durchgehend sein. Vorteilhafterweise sind dabei die Keramikplatten 20, 22, welche eine Mehrzahl von Segmenten 26 aufweisen, einstückig ausgebildet, d. h. benachbarte Segmente 26 einer Keramikplatte 20, 22 hängen einstückig aneinander.
Beispielsweise sind die Ausnehmungen in der Dickenrichtung 18 der jeweiligen Keramikplatte 20, 22 hergestellt. Die Ausnehmungen können dabei in einem Winkel von mindestens näherungsweise 0° oder auch in einem Winkel zwischen 15° und 45° bezogen auf die Richtung 18 verlaufen. Beispielsweise sind die Rissstopper 24 durch Nuten und/oder über Nuten oder durch Perforationen und/oder über Schlitze gebildet.
Bei einem Ausführungsbeispiel liegt die Tiefe der Nuten bzw. Schlitze im Bereich zwischen 0,05 bis 0,9 der Dicke di der ersten Keramiklage 12 in der Richtung 18.
Ein typischer Abstand zwischen Rissstoppern 24 liegt im Bereich zwischen 5 mm und 100 mm. Dieser Abstandsbereich zwischen 5 mm und 100 mm gibt dann auch die typische Größe (Länge und Breite) für die Segmente 26 vor. Günstig ist es, wenn die Ausnehmungen 32 in die Keramikplatte 20 integriert und insbesondere in dem Vollmaterial der Keramikplatte 20 gebildet sind. Solche Rissstopper 24 lassen sich bei der Herstellung der Keramikplatte 20 herstellen. Dies ist in der WO 2005/114089 Al beschrieben.
Das Material der ersten Keramiklage 12 kann ein oxidisches Keramikmaterial oder nicht-oxidisches Keramikmaterial sein. Beispielsweise ist das Material der ersten Keramiklage 12 ein carbidkeramisches Material wie SiC. Die Rissstopper 24 werden dabei insbesondere vor der Keramisierung in einen kohlenstoff- haltigen Vorkörper eingebracht. Es ist dabei eine Einbringung in einen Kohlenstoffkörper nach einer Pyrolyse möglich und/oder eine Einbringung in einen noch zu pyrolysierenden kohlenstoffhaltigen Vorkörper. Es ist dabei auch möglich, dass der kohlenstoffhaltige Körper mittels eines biomorphen Materials hergestellt wird, welches insbesondere Zellulose enthält.
Die zweite Keramiklage 14 ist grundsätzlich gleich ausgebildet wie die erste Keramiklage 12. Die zweite Keramiklage 14 umfasst ebenfalls ein Rissstoppersystem 34, mittels welchem durch Rissstopper 36 funktionell getrennte Segmente 38 gebildet sind. Das Rissstoppersystem 34 der zweiten Keramiklage 14 weist ebenfalls Rissstopper-Linien 40 auf (die nicht notwendigerweise gerade sein müssen), welche sich in Kreuzungspunkten 42 schneiden.
Das Rissstoppersystem 34 der zweiten Keramiklage 14 ist gegenüber einem Rissstoppersystem 44 der ersten Keramiklage 12 versetzt. Dies bedeutet, dass die Rissstopper 36 der zweiten Keramiklage 14 zu den Rissstoppern 24 der ersten Keramiklage 12 in einer ersten Querrichtung 46 und/oder einer zweiten Querrichtung 48 zueinander versetzt sind. Die erste Querrichtung 46 steht senkrecht auf die zweite Querrichtung 48. Sowohl die erste Querrichtung 46 als auch die zweite Querrichtung 48 stehen wiederum senkrecht auf die Richtung 18. Die erste Querrichtung 46 und die zweite Querrichtung 48 sind Flächenerstreckungsrichtungen der ersten Keramiklage 12 und der zweiten Keramiklage 14.
Durch die Versetzung des Rissstoppersystems 44 bezüglich des Rissstoppersystems 34 sind auch die Segmente 38 der zweiten Keramiklage 14 zu den Segmenten 26 der ersten Keramiklage 12 versetzt.
Projektionen der Kreuzungspunkte 42 der Rissstopper-Linien 40 des Rissstoppersystems 34 der zweiten Keramiklage 14 auf die ersten Keramiklage 12 liegen innerhalb von Segmenten 26 der ersten Keramiklage 12. Entsprechend liegen Projektionen (in der Richtung 18) von Kreuzungspunkten 30 der ersten Keramiklage 12 auf die zweite Keramiklage 14 innerhalb von Segmenten 38 der zweiten Keramiklage 14.
Die Rissstopper 36 der zweiten Keramiklage 14 sind bezogen auf die Richtung 18 nicht-fluchtend zueinander ausgerichtet.
Die geometrische Ausgestaltung der Segmente 26 und 38 kann dabei quaderförmig sein. Es sind aber auch andere Gestaltungen je nach Anwendung möglich.
Es ist auch möglich, dass eine weitere Keramiklage (dritte Keramiklage) mit der zweiten Keramiklage 14 über eine entsprechende Verbindungsschicht adhäsiv verbunden ist (in der Zeichnung nicht gezeigt). Diese dritte Keramiklage weist ebenfalls ein Rissstoppersystem auf, welches dann zu dem Rissstoppersystem 34 der zweiten Keramiklage 14 versetzt ist. Es können dann auch noch weitere entsprechende Keramiklagen vorgesehen sein.
Die keramische Panzerung 10 weist einen Schichtaufbau auf, bei welchem die erste Keramiklage 12 und mindestens eine weitere Keramiklage, nämlich die zweite Keramiklage 14, aufeinanderfolgen, wobei die Verbindungsschicht 16 die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 verbindet.
Es kann noch eine Decklage 50 vorgesehen sein, welche auf der äußeren Keramiklage sitzt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 ist die äußere Keramiklage die zweite Keramiklage 14. Die Decklage 50 ist insbesondere aus einem Folienmaterial gebildet, welches auf die zweite Keramiklage 14 aufgeklebt ist. Die Decklage 50 ist dabei vorzugsweise durchgehend ausgebildet und überdeckt beispielsweise das Rissstoppersystem 34. Die Decklage 50 dient dazu, bei dem Auftreffen eines Objekts auf die keramische Panzerung 10 entstandene Splitter an der keramischen Panzerung 10 zu halten. Vorzugsweise weist die Decklage 50 eine gewisse Elastizität auf.
Die keramische Panzerung 10 kann ein Panzersystem bilden oder Teil eines Panzersystems sein.
Beispielsweise lässt sich die keramische Panzerung 10 in ein Panzerungs- System integrieren, wie es in der Figur schematisch gezeigt und dort als Ganzes mit 52 bezeichnet ist. Ein solches Panzerungssystem ist in der DE 697 07 560 T2 (EP 0 810 415 Bl) beschrieben. Auf dieses Dokument wird ausdrücklich Bezug genommen. Bei dem Panzerungssystem 52 ist auf einer Strukturträgerschicht 54 (Backing) die keramische Panzerung 10 angeordnet. Die Strukturträgerschicht 54 kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein oder aus Verbundwerkstoffen wie Kohle-Kevlar.
Die keramische Panzerung 10 ist beispielsweise über eine Klebstoffschicht 56 mit der Strukturträgerschicht 54 verbunden.
Es kann auch noch eine Zertrümmerungsschicht 58 vorgesehen sein, auf welcher die Strukturträgerschicht 54 angeordnet ist. Die Zertrümmerungsschicht 58 dient dazu, die Zertrümmerung der Strukturträgerschicht 54 zu minimieren.
Die keramische Panzerung 10 kann durch mehrere Abdeckschichten 60, 62, 64 abgedeckt sein. Nach oben ist das Panzerungssystem 52 durch eine Stahlplatte 66 begrenzt. Bezüglich des Aufbaus wird auf die EP 0 810 415 Bl verwiesen. Es lässt sich der gleiche Aufbau wie dort beschrieben verwenden, wobei anstatt einer Mehrzahl von Fliesen die erfindungsgemäße keramische Panzerung 10 eingesetzt wird.
Die keramische Panzerung 10 wird wie folgt hergestellt:
Es werden eine oder mehrere Keramikplatten 20, 22 hergestellt, um die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 zu bilden. Es werden dabei die jeweiligen Rissstoppersysteme 34 bzw. 44 integral mit hergestellt. Beispielsweise wird zunächst ein kohlenstoffhaltiger Vorkörper jeweils für die Keramikplatten 20, 22 hergestellt. Dazu wird beispielsweise ein zellulose- haltiger Werkstoff verwendet und es wird ein poröser Vorkörper hergestellt. Dieser kohlenstoffhaltige poröse Vorkörper wird mittels Pyrolyse in einen offenporösen Kohlenstoffkörper umgewandelt. In den porösen Vorkörper oder in den Kohlenstoffkörper nach der Pyrolyse werden vor der Keramisierung die Ausnehmungen 32 eingebracht. Beispielsweise wird ein rechteckförmiges Gitter an Ausnehmungen 32 hergestellt.
Wie oben erwähnt ist es auch möglich, dass die Ausnehmungen 32 vor der Pyrolyse in den kohlenstoffhaltigen Körper (Grünkörper) eingebracht werden. An diesem Grünkörper ist die mechanische Bearbeitung erleichtert. Durch Schrumpfung während der Pyrolyse wird der Spalt zwischen benachbarten Segmenten verkleinert.
Der Kohlenstoffkörper nach der Pyrolyse wird keramisiert. Dies kann beispielsweise über Carbidbildnerinfiltration erfolgen. Beispielsweise wird eine Siliciumcarbidkeramik hergestellt, indem eine Siliciuminfiltration erfolgt.
Es ist dabei möglich, dass die Ausnehmungen 32 vor der Keramisierung mit einem Trennmittel wie Bornitrid befüllt werden.
Nach der Herstellung der Keramikplatten 20, 22 werden die erste Keramiklage 12 und die zweite Keramiklage 14 gebildet, indem die Keramikplatten 20, 22 über die Verbindungsschicht 16 miteinander verklebt werden. Die Keramikplatten 20, 22 werden dabei so relativ zueinander positioniert, dass die Rissstoppersysteme 34, 44 versetzt zueinander sind. Anschließend wird die Decklage 50 auf der zweiten Keramiklage 14 angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird das Schadensverhalten der keramischen Panzerung insbesondere auch bei mehrfachem Impact verbessert, d. h. die Multihit-Fähigkeit der keramischen Panzerung 10 ist verbessert. Durch die versetzte Anordnung der Rissstoppersystem 34 und 44 lässt sich die Schadensfläche bzw. das Schadensvolumen definiert eingrenzen.
Wenn ein Objekt auf die keramische Panzerung 10 auftrifft, dann werden ein oder mehrere Segmente 26 zerstört. Dabei wird auch das Objekt (Projektil) zerstört. Durch das Rissstoppersystem 34 der zweiten Keramiklage 14 wird eine Ausbreitung der Zerstörung auf weitere Segmente 26 verhindert.
Maximaler Schaden kann angerichtet werden, wenn ein Objekt auf einen Kreuzungspunkt 30 des Rissstoppersystems 34 auftrifft.
Durch den Verbund der ersten Keramiklage 12 und der zweiten Keramiklage 14 mit versetzten Kreuzungspunkten wird der "Tiefenschaden" verringert, da beim Auftreffen eines Objekts auf einen Kreuzungspunkt 30 der zweiten Keramiklage 14 dem Kreuzungspunkt 30 in der ersten Keramiklage 12 kein Kreuzungspunkt aufeinanderfolgt.
Durch die Verbindungsschicht 16, welche insbesondere eine Kleberschicht ist, lässt sich auch das Abplatzen von Keramiksplittern nach dem Auftreffen eines Objekts zumindest verringern. Es ist auch möglich, die Keramiklagen 12, 14 mit höherer Dicke herzustellen, um auch so die Tiefenschadensausbreitung zu minimieren.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die ersten Keramiklagen 12, 14 aus einem faserverstärkten Vorkörper hergestellt werden. Es ist eine großflächige Herstellung möglich, wobei entsprechende Vorkörper (Grünling) auch mehrfach gekrümmt herstellbar sind.
Die Decklage 50 dient ebenfalls dazu, Keramiksplitter an der keramischen Panzerung zu halten. Durch das Auftreffen eines Objekts entstehen Keramiktrümmer. Durch die Decklage 50 können diese Keramiktrümmer an der keramischen Panzerung 10 und insbesondere an der entsprechenden Keramiklage 14 gehalten werden. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Multihit-Fähigkeit, da beim weiteren Auftreffen eines Objekts dieses nicht auf eine "Leerstelle" trifft, sondern auf die Trümmer und dadurch entsprechend kinetische Energie verliert. Der Effekt ist vergleichbar mit dem Auftreffen eines Objekts auf einen Sandsack.
Die keramische Panzerung 10 lässt sich angepasst an eine Anwendung aufbauen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass eine tiefer innenliegende Keramiklage Segmente aufweist, welche größere laterale Abmessungen und/oder größere Dickenabmessungen aufweisen, als eine weiter außenliegende Keramiklage wie die Keramiklage 14. Die weiter innenliegende Keramiklage 12 dient dann beispielsweise als Schutzpanzerlage bezüglich größerer Projektile, während die weiter außenliegende Keramiklage als Schutzpanzerlage für Splitterschutz und gegenüber kleineren Projektilen dient. Durch die Versetzung der Segmente der ersten Keramiklage 12 relativ zu der zweiten Keramiklage 14 und insbesondere durch die versetzte Anordnung der Rissstopper 24 und 36 lässt sich erreichen, dass eine Beschädigung der weiter außenliegenden Keramiklage 14 beispielsweise durch ein kleineres Projektil die weiter innenliegende erste Keramiklage 12 nicht wesentlich beschädigt.

Claims

PATE NTAN S PRÜ CH E
1. Keramische Panzerung, umfassend eine erste Keramiklage (12), welche eine Mehrzahl von Segmenten (26) aufweist, die durch Rissstopper (24) funktionell getrennt sind, wobei die Rissstopper (24) der Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment (26) auf ein anderes Segment dienen, mindestens eine zweite Keramiklage (14), welche eine Mehrzahl von Segmenten (38) aufweist, die durch Rissstopper (36) funktionell getrennt sind, und mindestens eine Verbindungsschicht (16), mittels welcher die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14) verbunden sind, d ad u rch g eke n nze ich n et , dass die Segmente (26) der ersten Keramiklage (12) versetzt zu den Segmenten (38) der zweiten Keramiklage (14) sind.
2. Keramische Panzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (26) der ersten Keramiklage (12) und die Segmente (38) der zweiten Keramiklage (14) in mindestens einer Querrichtung (46; 48) zu einer Richtung (18), in welcher die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14) aufeinanderfolgen, versetzt sind.
3. Keramische Panzerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper (26) der ersten Keramiklage (12) und Rissstopper (36) der zweiten Keramiklage (14) in mindestens einer Querrichtung (46; 48) zu einer Richtung (18), in welcher die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14) aufeinanderfolgen, versetzt zueinander sind.
4. Keramische Panzerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rissstopper (24) der ersten Keramiklage (12) und alle Rissstopper (36) der zweiten Keramiklage (14) versetzt zueinander sind.
5. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rissstopper (24) der ersten Keramiklage (12) nicht-fluchtend zu den Rissstoppern (36) der zweiten Keramiklage (14) angeordnet sind.
6. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14) übereinander liegen.
7. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14) über die mindestens eine Verbindungsschicht (16) flächig miteinander verbunden sind.
8. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsschicht (16) eine Kleberschicht ist.
9. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsschicht (16) adhäsiv mit der ersten Keramiklage (12) verbunden ist.
10. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsschicht (16) adhäsiv mit der zweiten Keramiklage (14) verbunden ist.
11. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsschicht (16) eine Kunststoffschicht ist.
12. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungsschicht (16) eine geringere Dicke (d3) aufweist als jeweils die erste Keramiklage (12) und die zweite Keramiklage (14).
13. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und/oder die zweite Keramiklage (14) eine Dicke (di; d2) von mindestens 5 mm aufweisen.
14. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und/oder die zweite Keramiklage (14) eine Dicke (di; d2) von mindestens 8 mm aufweisen.
15. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und/oder die zweite Keramiklage (14) eine Dicke (di; d2) von mindestens 15 mm aufweisen.
16. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper (24; 36) längs einer Linie (28a, 28b; 40) angeordnet sind oder Linien (28a, 28b; 40) bilden.
17. Keramische Panzerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Kreuzungspunkte (30; 42) von Rissstopper-Linien (28a, 28b; 40) einer Keramiklage (12; 14) projiziert auf die andere Keramiklage (14; 12) innerhalb eines Segments (38; 26) der anderen Keramiklage (14; 12) liegen.
18. Keramische Panzerung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper (24; 36) bis zu einem Kreuzungspunkt (30; 42) von Rissstopper-Linien (28a, 28b; 40) reichen.
19. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine äußere Decklage (50).
20. Keramische Panzerung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Decklage (50) Rissstopper (36) überdeckt.
21. Keramische Panzerung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Decklage (50) durch eine Folie gebildet ist.
22. Keramische Panzerung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Decklage (50) aufgeklebt ist.
23. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rissstopper (24; 36) in die erste Keramiklage (12) und/oder zweite Keramiklage (14) integriert sind.
24. Keramische Panzerung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Rissstopper (24; 36) bei der Herstellung der ersten Keramiklage (12) und/oder zweiten Keramiklage (14) hergestellt sind.
25. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper (24; 36) durch Ausnehmungen (32) und/oder über Ausnehmungen (32) gebildet sind.
26. Keramische Panzerung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (32) in einer Dickenrichtung (18) der ersten Keramiklage (12) und/oder zweiten Keramiklage (14) durchgehend oder nicht-durchgehend sind.
27. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper (24; 36) durch Nuten und/oder Schlitze und/oder Perforationen gebildet sind.
28. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und/oder zweite Keramiklage (14) durch eine oder mehrere einstückige Keramikplatten (20; 22) gebildet sind.
29. Keramische Panzerung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Keramikplatte (20; 22) benachbarte Segmente (26; 38) einstückig verbunden sind.
30. Keramische Panzerung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Keramikplatte (20, 22) eine Länge und Breite von mindestens 150 mm aufweist.
31. Keramische Panzerung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Keramikplatte (20, 22) eine Länge und Breite von mindestens 800 mm aufweist.
32. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Rissstoppern (24; 36) zwischen 5 mm und 100 mm liegt.
33. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial der ersten Keramiklage (12) und/oder zweiten Keramiklage (14) ein oxidisches Material oder nicht-oxidisches Material ist.
34. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial der ersten Keramiklage (12) und/oder der zweiten Keramiklage (14) ein carbidkeramisches Material ist.
35. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und/oder zweite Keramiklage (14) aus einem monolithischen Keramikmaterial hergestellt ist.
36. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage (12) und/oder zweite Keramiklage (14) aus einem faserverstärkten Keramikmaterial hergestellt ist.
37. Keramische Panzerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente unterschiedlicher Keramiklagen unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
38. Keramische Panzerung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente einer weiter außenliegenden Keramiklage kleinere Abmessungen aufweisen als die Segmente einer weiter innenliegenden Keramiklage.
39. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerung, bei dem eine erste Keramiklage mit Rissstoppern und eine zweite Keramiklage mit Rissstoppern hergestellt werden, und die erste Keramiklage mit der zweiten Keramiklage über eine Verbindungsschicht so verklebt wird, dass die Rissstopper der ersten Keramiklage und die Rissstopper der zweiten Keramiklage in mindestens einer Querrichtung zu einer Richtung, in welcher die erste Keramiklage und die zweite Keramiklage aufeinanderfolgen, zueinander versetzt sind.
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Keramiklage und/oder zweite Keramiklage über mindestens eine einstückige Keramikplatte hergestellt wird.
41. Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper einem oder mehreren Vorkörpern für die erste Keramiklage und/oder zweite Keramiklage vor der Keramisierung hergestellt werden.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass Rissstopper als Ausnehmungen und/oder Risse in einem kohlenstoffhaltigen Vorkörper hergestellt werden.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass auf die äußere Keramiklage eine Folie positioniert wird.
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